Gravidade sem massa é uma nova explicação para o fracasso em encontrar matéria escura

Uma nova explicação para o motivo pelo qual a matéria escura não foi encontrada sugere que ela não existe. Em vez disso, o autor acredita que entendemos mal a gravidade. Ele não é o primeiro a sugerir isto, mas a nova proposta, a da gravidade sem massa resultante de defeitos topológicos no espaço-tempo, é particularmente nova.

A matéria escura foi proposta pela primeira vez em 1932, com base na observação de que as galáxias se movem de maneiras consistentes com o fato de sua massa ser maior que a soma de suas estrelas e gás. O que começou com algumas medições surpreendentes floresceu. Explicações simples, como não contar estrelas, certamente falharam.

Uma ampla gama de opções foi proposta sobre a composição da matéria escura, desde buracos negros primordiais até partículas subatômicas. Até agora, não encontramos nenhum, exceto planetas rebeldes e buracos negros de massa estelar. O que só pode representar uma pequena fração de um por cento do que falta.

Isso levou alguns físicos a se perguntarem se não entendemos tudo errado. Talvez não haja matéria escura, em vez disso, A gravidade funciona de maneira diferente Em escalas maiores do que pensamos. Uma versão disto, conhecida como dinâmica newtoniana modificada (MOND), recebeu bastante atenção, mas revelou-se mais popular entre os comentadores online do que entre os físicos, que geralmente a consideram altamente improvável.

O professor Richard Liu, da Universidade do Alabama, em Huntsville, investigou esta situação com a sua própria interpretação da gravidade, que ele argumenta poder existir sem massa. Se ele estiver certo, isso viraria grande parte da cosmologia de cabeça para baixo, tornando a busca pela matéria escura uma diversão embaraçosa na ciência, como o flogisto. No entanto, ainda há um longo caminho a percorrer antes de ser amplamente tratado como plausível, e muito menos possível.

Liu sugere que defeitos topológicos surgiram no espaço-tempo logo após o Big Bang.

“Os efeitos topológicos são regiões muito compactas do espaço com uma densidade de matéria muito alta, geralmente na forma de estruturas lineares conhecidas como cordas cósmicas, embora estruturas bidimensionais, como conchas esféricas, também sejam possíveis”, disse Liu em sua pesquisa. declaração.

“As cascas no meu artigo consistem em uma fina camada interna de massa positiva e uma fina camada externa de massa negativa, a massa total de ambas as camadas – que é tudo o que pode ser medido em termos de massa – é exatamente zero, mas quando o estrela está nesta concha, ela está sujeita a uma grande força gravitacional que a puxa em direção ao centro do córtex.”

A força aqui terá uma força igual ao inverso da distância, e não ao inverso do quadrado da distância aplicada pela lei da gravitação de Newton. Não está comprovado se isso é fisicamente possível, mas Liu afirma ter provado que funciona matematicamente.

Liu sugere que quando a luz passa por um objeto como uma galáxia em lente gravitacional, ela é ligeiramente curvada para dentro ao passar por essas conchas. Seria difícil distinguir esta curvatura do que aconteceria se houvesse mais massa puxando-a. O mesmo se aplica aos movimentos da estrela em torno do centro do aglomerado galáctico.

Uma vez que estes dois fenómenos, observa Liu, são a base da nossa confiança na existência da matéria escura, um processo alternativo para ambos tornaria a matéria escura desnecessária.

Por outro lado, a ideia de conchas com massa positiva e negativa em cada lado não é igualmente comprovada e é muito difícil explicar por que elas existem.

Liu sugere que a criação destes defeitos estava relacionada com uma “transição de fase cósmica” no universo primitivo, onde a matéria em todo o universo sofreu uma mudança de estado.

“Minha inspiração veio da minha busca para encontrar outra solução para as equações do campo gravitacional na relatividade geral”, disse Liu. Isto poderia dar “uma força gravitacional limitada na ausência de qualquer massa detectável”.

A proposta de Liu exige várias coisas das quais não temos provas directas, e não apenas uma coisa, como no caso da matéria escura. O mesmo investigador admite: “Atualmente não está claro que forma exata de transição de fase no universo poderia levar a defeitos topológicos deste tipo”.

Algumas etapas possíveis foram sugeridas, por exemplo, que as conchas já foram planos retos ou cordas que ficaram enroladas. No entanto, actualmente tudo isto parece quase ad hoc como Epiciclos Os astrônomos ptolomaicos explicaram as órbitas dos planetas.

No entanto, em defesa da sua hipótese, Liu poderia salientar que a ideia é suficientemente nova para que ninguém tenha procurado provas adequadas. Por outro lado, milhares de milhões de dólares e algumas das melhores mentes da nossa geração foram dedicados à busca mal sucedida da matéria escura.

“Esta iniciativa, por sua vez, é motivada pela minha frustração com o status quo, ou seja, a ideia de que a matéria escura existe apesar da falta de qualquer evidência direta durante um século inteiro”, acrescentou Liu.

“É claro que a disponibilidade de uma segunda solução, mesmo que muito sugestiva, não é por si só suficiente para desacreditar a hipótese da matéria escura – poderia ser, na melhor das hipóteses, um exercício matemático interessante”, concluiu Liu. Evidência de que a gravidade pode existir sem massa.”

A proposta foi publicada em Avisos mensais da Royal Astronomical Society.